A dios que siempre me acompaña, y me da fuerzas para seguir adelante”




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“UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA”http://www.vootar.com/imgs/elementos/1255616852.jpg

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

“TECNOLOGIA DEL CONCRETO”




A Dios que siempre me acompaña, y me da fuerzas para seguir adelante”

A mis Padres, por estar ahí; en los momentos más difíciles.”



INTRODUCCIÓN
Los concretos constituidos con materiales apropiados convenientemente proporcionados y bien consolidados, aseguran la durabilidad de las construcciones. Al efecto, además de las estructuras construidas durante el antiguo Imperio Romano, edificaciones contemporáneos con más de 100 años de antigüedad, brindan testimonio de la durabilidad dad del concreto. Sin embargo, a la par del desarrollo tecnológico que permita utilizar cementos de mejor calidad y concretos relativamente impermeables, la contaminación que se acrecienta producto de nuestra época, ofrece nuevos retos a la ingeniería.

El estudio de la durabilidad de las estructuras de concreto armado y pretensado ha evolucionado gracias al mayor conocimiento de los mecanismos de transporte de líquidos y gases agresivos en el concreto, y así se permite evaluar la vida útil de una estructura en el tiempo, expresada en número de años y no en criterios subjetivos del tipo “más o menos adecuada” para un cierto grado de exposición.

INDICE


DURABILIDAD DEL CONCRETO…………………………………………………4

DEFINICIÓN

FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDIDAD DEL CONCRETO
ACCIONES DE CONGELACIÓN Y DESHIELO………………………………….9
ATAQUE QUÍMICO………………………………………………………………….6

LIXIVIACIÓN…………………………………………………………………10

ÁCIDOS………………………………………………………………………12


CONCLUSIONES…………………………………………………………………..14

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..15

DURABILIDAD DEL CONCRETO
1.- CONCEPTO: El ACI define la durabilidad del concreto, como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, el ataque químico, la abrasión, o cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras, que produzca deterioro del concreto.

La conclusión primordial que se desprende de la definición anterior, es que la durabilidad no es un concepto absoluto que dependa solo del diseño de mezcla, sino que está en función del ambiente de exposición y las condiciones de trabajo a las cuales lo sometamos. http://boletin-iccyc.com/files/images/100_0092(acero%20corroido%20parrita).jpg

En este sentido, no existe un concreto “durable” por sí mismo, ya que las características físicas, químicas y mecánicas que pudieran ser adecuadas para ciertas circunstancias no necesariamente lo habilitan para seguir siendo “durable” bajo condiciones diferentes.

Tradicionalmente se asoció la durabilidad a las características resistentes del concreto y particularmente a su resistencia en compresión, pero las experiencias prácticas y el avance de la investigación en este campo han demostrado que es solo uno de los aspectos involucrados, pero no el único ni el suficiente para obtener un concreto durable.

El problema de la durabilidad es sumamente complejo, en la medida en que cada situación de exposición y condición de servicio ameritan una especificación particular tanto para los materiales y diseño de mezcla, como para los aditivos, la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que es usual que en este campo las generalizaciones resulten nefastas.

Para alcanzar una adecuada durabilidad, se deben seguir algunos pasos: elección de los materiales, dosificación, fabricación y puesta en obra, así como conocer las condiciones agresivas a las que estará sometida la obra, para considerarlo en la mezcla.

  1. Elección de materiales: El concreto difícilmente será durable, si sus materiales constituyentes (agua, agregados, cemento, aditivos y/o adiciones); no son los más adecuados o no cumplen con las especificaciones.




  1. Dosificación: La resistencia de un concreto, no es por si sola, una medida de durabilidad. Es importante diseñar la mezcla de forma adecuada, considerando las características de los materiales que se tienen (agregados, cemento); así como las condiciones ambientales a las que estará sometida la estructura.




  1. Fabricación y puesta en la obra: Es importante seguir algunas recomendaciones básicas para garantizar la durabilidad del concreto:




    • Mezclado durante el tiempo suficiente, para obtener un material homogéneo.

    • Transporte que mantenga la homogeneidad, evite la segregación, y principio de endurecimiento.

    • Colocación correcta de las armaduras, utilizando elementos separadores para garantizar que en cualquier circunstancia, van a respetarse los recubrimientos mínimos, especificados en el proyecto.http://4.bp.blogspot.com/-6akkkgct4k8/tztbyyiyi5i/aaaaaaaaaaw/3rczkth0gey/s1600/concreto.jpg

    • Vertido correcto del concreto, que impida su segregación.

    • Empleo del concreto con la consistencia que permita rellenar perfectamente todas las partes de la pieza colocada.

    • Evitar la mala práctica de añadir agua para que el concreto “corra”; si fuese necesario utilizar un aditivo, para resolver el problema de trabajabilidad y no comprometer la resistencia y durabilidad del concreto.

    • Compactación adecuada que evite la segregación y porosidad.

    • Curado que garantice la hidratación suficiente del cemento y el correcto endurecimiento del concreto.




  1. Sustancias agresivas al concreto: Algunos gases o líquidos, son particularmente agresivos al concreto, por lo que se deben tomar medidas, para su control,  y consideración en el diseño de mezcla. Entre ellas se tienen: gases o líquidos ácidos o con sulfatos, aceites vegetales, tierras o suelos con humus y sales cristalizadas.


2.- FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD DEL CONCRETO.-

Los factores que afectan la durabilidad del concreto, son aquellos que producen el deterioro del mismo.

Estos factores se clasifican en 5 grupos:

  1. Congelamiento y Deshielo

  2. Ambiente químicamente agresivo

  3. Abrasión

  4. Corrosión de metales en el concreto

  5. Reacciones químicas en los agregados.


2.1.-ACCIONES DE CONGELACION Y DESHIELO.

El congelamiento y deshielo, constituye un agente de deterioro que ocurre en los climas en que la temperatura desciende hasta provocar el congelamiento del agua contenida en los poros capilares del concreto. http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqc-13xgkdajuljnnyywsxkptpn9ipgaayshrxidw1fep-sxcdwilphesrv

En términos generales el fenómeno se caracteriza por introducir esfuerzos internos en el concreto que pueden provocar su fisuración reiterada y la consiguiente desintegración.

Este fenómeno, se da tanto a nivel de la pasta de cemento, como en los agregados de manera independiente, así como en la interacción de ambos por lo que su evaluación debe abordar cada uno de estos aspectos.

2.1.1.- Efecto en la pasta de cemento.

Existen dos teorías que explica el efecto en el concreto. La primera se denomina de “presión hidráulica”, que considera que dependiendo del grado de saturación de los poros capilares y poros del gel, la velocidad de congelación y la permeabilidad de la pasta, al congelarse el agua en los poros ésta aumenta de volumen y ejerce presión sobre el agua aún en estado líquido, ocasionando tensiones en la estructura resistente. Si estas tensiones superan los esfuerzos últimos de la pasta, se produce la rotura.
La segunda teoría llamada de “presión osmótica” asume las mismas consideraciones iniciales de la anterior pero supone que al congelarse el agua en los poros cambia la alcalinidad del agua aún en estado líquido, por lo que tiende a dirigirse hacia las zonas congeladas de alcalinidad menor para entrar en solución lo que genera en una presión osmótica del agua líquida sobre la sólida ocasionando presiones internas en la estructura resistente de la pasta con consecuencias similares al caso anterior. http://3.bp.blogspot.com/-xoqklevrejk/ta9exrcui7i/aaaaaaaaasc/edy6iywcgfa/s1600/1.jpg

Bajo ambas teorías al producirse el descongelamiento o deshielo, se liberan las tensiones y al repetirse este ciclo muchas veces se produce la rotura por fatiga de la estructura de la pasta, si es que no se produjo inicialmente.

2.1.2.-Efecto en los agregados.-

En los agregados existe evidencia de que por los tamaños mayores de los poros capilares se producen generalmente presiones hidráulicas y no osmóticas; con esfuerzos internos similares a los que ocurren en la pasta de cemento, existiendo indicios que el Tamaño máximo tiene una influencia importante, estimándose que para cada tipo de material existe un Tamaño máximo por debajo del cual se puede producir el congelamiento confinado dentro del concreto sin daño interno en los agregados. Por otro lado cuando menor sea la capacidad del agregado para absorber agua, menor será el efecto del congelamiento interno de la misma que tienen baja durabilidad ante la acción de ciclos de congelación, son aquellos con un grado de porosidad de moderado a alto, lo que les permite retener y mantener un grado de saturación relativamente alto, cuando se encuentran incorporados ya en el concreto.http://1.bp.blogspot.com/_fjzh1gy3mum/tsi7c08ojti/aaaaaaaaa0q/gnktpvmmsyg/s1600/2.gif

2.1.3.-Efecto entre la pasta y los agregados.-

Existe la denominada “Teoría Elástica” que considera un efecto mixto de los agregados sobre la pasta; ya que al congelarse el agua dentro de ellos se deforman elásticamente sin romperse por tener una estructura más resistente que la del cemento y ejercen presión directa sobre la pasta generando tensiones adicionales a las ocasionadas en el cemento independientemente. http://casaoriginal.com/wp-content/uploads/fisuras-grietas-en-pared.jpg

El agrietamiento (fisuración) de los pavimentos, causado por el deterioro por congelación-deshielo del agregado en el concreto, se llama de agrietamiento en D. Este tipo de fisuras se ha observado en algunos pavimentos después de tres o más años de servicio. El concreto con fisuras en D se parece al concreto dañado por el congelamiento que causa la deterioración de la pasta. Las grietas en D son fisuras poco espaciadas y paralelas a las juntas transversal y longitudinal que posteriormente se multiplican desde las juntas hacia el centro del panel del pavimento (Fig. 5-15). El agrietamiento en D es función de las propiedades de los poros de ciertos tipos de agregados y del ambiente de exposición del pavimento. Debido a la acumulación natural de agua bajo los pavimentos en las capas de subbase y base, los agregados eventualmente se pueden volver saturados. Entonces, con los ciclos de congelación y deshielo, el agrietamiento del concreto empieza en los agregados saturados (Fig. 5-16), en el fondo de la losa y se propaga hacia arriba hasta que alcance la superficie. Este problema se puede reducir o con la elección de los agregados con mejor desempeño en los ciclos de congelación-deshielo o, cuando se deben utilizar agregados susceptibles a daños por congelamiento, con la reducción del tamaño máximo de las partículas.
2.2.- ATAQUE QUÍMICO:

El concreto es un material que en general tiene un comportamiento satisfactorio ante diversos ambientes químicamente agresivos.

El concepto básico reside en que el concreto es químicamente inalterable al ataque de agentes químicos que se hallan en estado sólido.

Para que exista alguna posibilidad de agresión, el agente químico debe estar en solución en un cierta concentración y además tener la opción de ingresar en la estructura de la pasta durante un cierto tiempo, es decir debe haber un cierto flujo de la solución concentrada hacia el interior del concreto y este flujo debe mantenerse un tiempo suficiente para que se produzca la reacción.

Este marco de referencia reduce pues las posibilidades de ataque químico externo al concreto, sin embargo existen agentes que incrementan la posibilidad de deterioro como son: las temperaturas elevadas, velocidades de flujo altas, mucha absorción y permeabilidad, el curado deficiente y los ciclos de humedecimiento y secado.

Los ambientes agresivos usuales están constituidos por el aire, agua y suelos contaminados que entran en contacto con las estructuras de concreto.

Se puede decir pues que el concreto es uno de los materiales que demuestran mayor durabilidad frente a ambientes químicamente agresivos, ya que si se compara estadísticamente los casos de deterioro con aquellos en que mantiene sus condiciones iniciales pese a la agresividad, se concluye que estos casos son excepcionales.
2.2.1.- LIXIVIACION.

La lixiviación es una forma suave de desarreglo que ocurre cuando el agua disuelve componentes en el concreto. El cemento portland hidratado contiene hasta 25 % a 30 % de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, el cual es soluble en agua. Este componente, con mucha probabilidad, será lixiviado desde el concreto. Debido a que el hidróxido de calcio es más soluble en agua fría, el agua que viene de los riachuelos de las montañas o de presas es más agresiva que el agua más caliente. http://www.preguntaleasherwin.cl/wp-content/uploads/eflorescencia-e1317991760138.jpg

La lixiviación produce una apariencia arenosa en las superficies expuestas de concreto de los revestimientos de canales, canalones, o tuberías. Si el agua pasa a través de grietas o juntas, la lixiviación también puede erosionar el concreto interno. En el concreto poroso, con una alta relación agua-cemento, la lixiviación puede remover suficiente hidróxido de calcio para reducir la resistencia del concreto. Sin embargo, generalmente es sólo un problema cosmético.

La presencia de aguas con nula o muy baja cantidad de sales en disolución (aguas blandas) en la masa del hormigón resulta perjudicial debido a su tendencia a descomponer o hidrolizar los compuestos cálcicos. Cuando el agua proveniente de lluvia, deshielo, condensación u otro proceso que implique la presencia de aguas puras penetran con cierta facilidad por una estructura de hormigón provocan la lixiviación de los compuestos cálcicos que suelen manifestarse exteriormente a través de manchas blancas denominadas eflorescencias y –en ocasiones- formación de estalactitas debido a la cristalización de sales de calcio por efecto de la evaporación y la posterior carbonatación.

Si bien en general este fenómeno sólo causa deterioro estético del hormigón debido a la eflorescencia, en el caso de estructuras diseñadas para almacenamiento de residuos radiactivos o en la fijación de residuos peligrosos que contengan Cr, Hg y Tl resulta ser extremadamente importante su control debido a que la vida de diseño de estas estructuras prevista de cientos de años supera ampliamente los requerimientos de las estructuras convencionales .En la pasta cementicia el compuesto más soluble resulta el Ca(OH)2(hidróxido de calcio) formado como subproducto de la hidratación del cemento portland.

Conociendo que cuando la relación a/c (agua / cemento en masa) resulta suficientemente baja, la formación de Ca(OH)2 y la porosidad de la pasta disminuyen, resulta adecuada su implementación. Por otra parte, el uso de cementos con adiciones minerales activas (como las puzolanas y la escoria granulada de alto horno) y contenidos moderados de SC3(silicato tricíclico) tienden a minimizar aún más la lixiviación del Ca(OH)2.

2.2.2.- ATAQUE POR ACIDOS.

El concreto es generalmente muy resistente al ataque químico de ácidos, siempre y cuando se utilice una mezcla apropiada y el concreto esté densificado en forma correcta. Sin embargo hay algunas excepciones. http://boletin-iccyc.com/files/images/acidos.bmp

Los ácidos atacan las bases y las sales básicas -formadas por la hidratación del cemento, deteriorándolo por la formación de sales solubles y procesos de disolución que eliminan el hidróxido de sodio. Los parámetros que gobiernan el ataque estrictamente ácido son la fuerza del álcali y su concentración, vale decir el valor del PH.

La gran influencia del PH, es la razón por la cual se puede estimar que las aguas ácidas de reducido pH, menor de 4.5, atacan fuertemente los concretos. Cualquiera que sea el cemento utilizado. En la prácticas puede estimarse que ningún cemento portland resiste la acción de aguas con PH inferior a 4. De otro lado los cementos portland corrientes resisten sin mayores daños la acción de aguas con valores de PH superior a 6. No es procedente considerar que el valor del PH es el único factor determinante en el ataque de los ácidos. En efecto, la velocidad de difusión y de llenado de los vacíos intersticiales es de gran importancia, especialmente si esta acción se produce bajo presión.

Siendo el concreto químicamente básico, con un pH del orden de 13, puede ser atacado por medios ácidos, con pH menor de 7, los cuales reaccionan con el hidróxido de calcio, de la pasta produciéndose compuesto de calcio soluble de agua.

El ácido ataca al concreto disolviendo los productos de hidratación del cemento o a través de reacciones químicas ácido-base. El hidróxido de calcio, el producto de reacción que se disuelve más rápidamente, es atacado aún por las concentraciones suaves o bajas de soluciones de ácido. Los ácidos más fuertes y más concentrados atacan a todos los hidratos de silicato de calcio.

Puesto que ningún concreto de cemento portland es totalmente inmune al ataque de ácidos, los aditivos pueden usarse sólo para disminuir la tasa de deterioro. Los aditivos reductores de agua, incluyendo los superplastificadores, reducen la relación agua-cemento, y por lo tanto, la permeabilidad. Sin embargo, a medida que el concreto se deteriora, nuevas superficies están expuestas al ácido, especialmente cuando los productos de la reacción son solubles. Los ácidos oxálico y fosfórico forman productos de reacción insolubles que no se pueden quitar fácilmente. Para los concretos expuestos a estos ácidos, al reducir la permeabilidad con aditivos tales como reductores de agua o puzolanas, se puede incrementar la vida de servicio.

CONCLUSIÓN.

Se ha podido observar que existen diversas condiciones que afectan la durabilidad del concreto. En el Perú se puede observar que muchas veces se utiliza el cemento disponible y no el más adecuado para trabajar. No se conocen a fondo las limitancias que implican las condiciones antes mencionadas que puedan afectar gravemente en la durabilidad del concreto. El control de calidad dependen muchas veces de los fabricantes, no se emiten certificados de calidad y el mercado peruano no lo exige.

Aunque desde los primeros casos del concreto siempre hubo interés por su durabilidad fue en las últimas décadas cuando adquirió mayor relevancia por las erogaciones requeridas para dar mantenimiento a las numerosas estructuras que se deterioraron prematuramente. Durante algún tiempo, este problema se asocio principalmente con los efectos dañinos al resultar de los ciclo de congelación y deshielo del concreto, por lo cual no se le considero la debida importancia en las regiones que por su situación geográficos no experimenta clima invernal severo.

La moderna tecnología del concreto exige que la estructura del concreto resulte tan resistente como se desee y que a la vez soporte las condiciones de exposición y servicios a la que severa sometido durante su vida útil.

Para lograr lo anterior se requiere de los conocimientos del comportamiento de todos los ingredientes que interviene en el concreto y su correcta dosificación


BIBLIOGRAFÍA.









  • RECOPILACIÓN DE DATOS, LIBROS, ETC.



ING. DANIEL VERGARA LOVERA Página


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